1 天津大学光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
2 崂山实验室, 山东 青岛 266234
3 电磁空间安全全国重点实验室, 天津 300308
海洋是丰富的资源宝库, 对海洋资源的开发和利用尤为重要。水空跨介质探测、通信、水下目标确定等技术一直是相关工作者关注的热点, 同时也是技术难题。声波作为一种机械波, 是水中良好的传播载体, 因此通过提取水下声波信息进行水空跨介质探测及通信不失为一种好方法, 但目前仍缺少完整的水下声信号传播模型及试验基础。本文提出一种基于有限元方法的水下声信号产生水面波纹振动的仿真模型, 并运用激光多普勒测振技术对水面波纹进行检测, 通过试验与仿真两种方式均能在水面以上精准得到水下声波信息。在相同水下声信号参数的条件下, 试验与仿真得到的水面波纹振幅大小一致, 验证了激光多普勒测振技术用于获取水下声波信息的可行性及所建立仿真模型的正确性, 为实现水空跨介质探测及通信的突破提供了试验基础及理论依据。
激光多普勒测振 跨介质探测 水声学原理 有限元方法 laser doppler vibration measurement cross-media detection hydroacoustic principle finite element method
1 江南大学化学与材料工程学院,江苏 无锡 214122
2 陕西师范大学材料科学与工程学院,陕西 西安 710119
上转换粒子(UCPs)辅助近红外光聚合(UCAP)作为一种新型光聚合方法在聚合化学中显示出潜在的应用价值,UCPs的上转换发光效率是影响其光聚合效率的关键因素。利用乙二胺四乙酸(EDTA)辅助的水热法合成了一系列NaYbF4∶Tm3+微晶体,探究了氟化钠(NaF)和EDTA含量、敏化剂掺杂比例以及水热温度对UCPs的形貌以及上转换发光强度的影响,并进一步研究了UCPs对近红外光聚合行为的影响。研究结果表明:氟源的加入会促进产物的相变并使长径比增大,适量的氟源可以增强上转换发光;此外,降低敏化剂掺杂浓度、提高反应温度以及降低配体的含量都可以在一定程度上增强UCPs的荧光强度。研究发现,增加近红外光光强可以有效提升粒子的荧光强度和紫外发射波段的占比,从而获得更快的聚合速率以及更高的官能团转化效率。最后,将最优条件下合成的UCPs应用于近红外光固化墨水直写3D打印,展现了其在3D打印领域的应用潜力。
上转换发光 水热法 光聚合 近红外光 3D打印 激光与光电子学进展
2023, 60(21): 2116004
太原理工大学 新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 太原 030024
在激光雷达的水下目标探测中, 浑浊水体中悬浮颗粒对激光的吸收和散射作用, 使得激光在水中的传输严重衰减。尤其是后向散射所造成的噪声会降低目标对比度甚至淹没信号回波。载波调制技术可以有效抑制后向散射, 提高目标回波信号的信噪比。文章将布尔混沌信号作为载波调制信号, 基于其内禀高频强度调制特性, 构建了布尔混沌调制激光雷达水下成像系统, 并在实验室水箱环境下, 对衰减系数不同的浑浊水体中的目标物体进行了三维成像实验研究, 对比了不同水质中的目标物体三维成像效果。
激光雷达 布尔混沌 载波调制 水下目标 三维成像 LiDAR Boolean chaos carrier modulation underwater target 3D imaging
强激光与粒子束
2022, 34(10): 104018
强激光与粒子束
2022, 34(10): 104016
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Opto-Electronics Information Technology (Tianjin University), Ministry of Education, School of Precision Instruments and Opto-Electronics Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
2 Department of Optoelectronic Information Science and Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China
Phase-modulated metasurfaces that can implement the independent manipulation of co- and cross-polarized output waves under circularly polarized (CP) incidence have been proposed. With this, we introduce one particular metasurface composed of meta-atoms with a phase difference of to generate specific elliptically polarized waves under various polarized incidences. Furthermore, a metasurface composed of these above meta-atoms and the meta-atoms with a phase difference of arranged in a certain rule can realize polarization conversion function between linearly polarized and CP states. The designs shed new light on multifarious optical devices and may further promote the development of metasurface polarization optics.
phase-modulated metasurfaces polarization conversion multiplexing Chinese Optics Letters
2022, 20(4): 043601
太原理工大学 新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 太原 030024
激光雷达已经成为无人智能车必备的环境感知设备。现有基于脉冲测距体制的车载激光雷达极易受到其他车载激光雷达的交叉干扰, 导致雷达虚警和误判, 引发交通事故。文章利用布尔混沌信号调制激光器产生的混沌激光作为雷达探测信号, 结合扫描成像技术, 构建混沌激光成像雷达系统, 实验实现了目标物体的三维成像, 并对其抑制交叉干扰的能力进行了实验测试。实验结果表明, 在不采取任何抑制干扰措施的前提下, 基于布尔混沌雷达波形的正交性, 仍可在高强度干扰下实现探测目标的三维重构, 有效抑制交叉干扰的影响。
混沌激光雷达 布尔混沌 交叉干扰 三维成像 chaotic lidar Boolean chaos mutual interference 3D imaging